硫化氢H2S危害及防护课件.ppt

,硫化氢(H,2,S)危害及防护,安全经验分享,内容提要,概 况,硫化氢的特性,硫化氢的来源和分布,硫化氢的危害,硫化氢的检测与防护,在石油天然气中，硫主要以化合物形态存在，分有机硫和无机硫两类。,硫化氢：化学分子式,H,2,S,我国现已开发的油气田不同程度地含有硫化氢气体，有的含量极高。如四川油田，华北油田，塔里木油田塔中、轮古等地区。,概 况,概 况,华北油田的赵,48,井，试油起电缆时，诱发井喷失控，纯硫化氢气体大量喷出，当场有,6,人死亡，数人中毒，造成,20,余万的逃亡。,四川的垫,25,井井喷失控，外泄硫化氢气体迫使方圆数公里百姓弃家逃难。,四川局威远,23,井，下入,7,（,N80,）的技术套管，对丝扣连接不放心，在连接处用电焊加固，而该井含硫化氢气体且压力大，很快就将焊口蹩破，井口被抬掉，引起爆炸着火，火焰高达,100m,，,3min,后井架被烧塌，烯烧了,44,天，损失,1,亿元。,1994,年,8,月，克拉玛依油田某养鸡场在清理下水道过程中，因硫化氢中毒死亡,2,人。,概 况,1997,年,11,月,12,日,21,：,30,，新疆局采油一厂稀油作业区,3,号站，在进行管线酸洗清水顶替过程中，由于管线破裂而泄漏，在露天的情况下，,3,名职工在距离破口,15m,处中毒死亡，其他人员乘车前去察看，,5,人相继中毒，到次日,00,：,30,有,7,人死亡，,1,人深度中毒。,1998,年,3,月,24,日，四川局温泉,4,井，在川东开江钻至,1700m,时发生溢流后关井，因表层套管下入较浅，井内硫化氢气体窜入煤矿，造成煤矿职工,11,人死亡，,34,人受伤，,25,口煤井停产。,1997,年，中原油田采油厂在管道清洗中产生硫化氢气体，造成,3,人相继中毒死亡。,1 硫化氢的特性,1.1 硫化氢的危险特性,1.2 硫化氢的物理化学特性,易燃,硫化氢的燃点为,260,（甲烷为,595,），燃烧时为兰色火焰，并生成危害人眼睛和肺部的二氧化硫（,SO,2,）。,1.1 硫化氢的危险特性,爆炸极限,当硫化氢浓度在,4.3%46%,时，,与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火高热能引起燃烧爆炸。,（甲烷爆炸浓度,5%15%,）。,与浓硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。,气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。,1.1 硫化氢的危险特性,毒性,硫化氢是无色气体、剧毒、酸性气体，人的肉眼看不见。,硫化氢气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。它的毒性为一氧化碳（,CO,）,的,56,倍，是二氧化硫（,SO,2,）,的,7,倍。,它对人体的致命浓度为,500ppm,，,在正常情况下，对人体的安全临界浓度是不能超过,20ppm,的。,与人体组织中碱性物质结合形成硫化钠，从而造成组织损害。,1.2 硫化氢的物理化学特性,气味,硫化氢在低浓度（,0.13ppm4.6ppm,）,时可闻到臭鸡蛋味，当浓度高于,4.6ppm,时，人的嗅觉迅速钝化而感觉不出来硫化氢的存在。,相对密度（空气,1,）,硫化氢气体相对密度,1.176(,相对空气,),，比空气重，因此，在通风条件差的环境下，极容易聚集在低凹处。,1.2 硫化氢的物理化学特性,溶解度,硫化氢能在液体中溶解。,硫化氢易溶于水（,2.9L/1 L,）。,在水溶液中主要离解成,HS,、,H,、,S,2,离子，生成氢硫酸，具有局部刺激作用。,亦溶于醇类、石油溶剂和原油。对金属都有强烈的腐蚀作用，如果溶液中同时含有,CO,2,或,O,2,，,其腐蚀速度更快。,溶解度与温度、气压有关，随温度升高溶解度下降。,颜色：,无色、剧毒、酸性气体。,密度；,(相对空气)1.176，比空气重，因此，极容易聚集在低凹处。,气味：,H,2,S有一种令人讨厌的臭鸡蛋味。,爆炸极限：,当H,2,S浓度在4.3%46%时，在空气中形成的混合气体遇火将产生强烈的爆炸。,可燃性：,燃烧时产生兰色火焰，并生成危害人眼睛和肺部的SO,2,。,可溶性：,H,2,S易溶于水和油，H,2,S的溶解度随温度升高溶解度下降。,沸点：,液态,H,2,S的,沸点很低，因次我们通常看到的是气态的,H,2,S。,硫化氢,气体,的特性,硫化氢的,特性,2 硫化氢的来源和分布,2.1 硫化氢的来源,2.2 硫化氢的分布,2.3 硫化氢的浓度概念,自然环境中的硫化氢气体是由含蛋白质的物质，特别是蔬菜或动物体，氨基酸等腐败变质产生的。,在各式各样的有机质中也有硫化氢，包括一些人们意想不到的地方，例如,:,船舱、矿坑、制浆厂、沼泽地、下水道等地方。,石油工业中有许多特殊场所有硫化氢气体，能产生硫化氢气的地方主要有,:,钻井、修井、生产采油、炼厂、油罐车等。,火山活动产生硫化氢气体，对大气造成污染。,2.1 硫化氢的来源,2.1 硫化氢的来源,油气井硫化氢来源：,热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生硫化氢。,石油中烃类和有机,质,通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生硫化氢。,通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜而来,硫化氢气的地方,石油工业能产生,钻井,修井,生产采油,炼厂,2.1 硫化氢的来源,2.1 硫化氢的来源,钻井作业中硫化氢主要来源有：,某些,钻井液（泥浆）,处理剂在高温热分解作用下产生硫化氢；,某些,钻井液（泥浆）,中细菌的作用；,钻入含硫化氢地层时侵入井内。,2.1 硫化氢的来源,采油作业中硫化氢主要来源有,（,1/2,）,在采油作业中有,9,处极易与硫化氢气体接触的场所。,与实际操作直接有关的,6,处：,(1),水、油或乳化剂的储藏罐。,(2),用来分离油和水、乳化剂和水的分离器。,(3),空气干燥器。,(4),输送装置、集油罐及其管道系统。,(5),用来燃烧酸性气体的放空池和放空管汇。,(6),提高石油回收率也可能会产生硫化氢。,2.1 硫化氢的来源,采油作业中硫化氢主要来源有,（,2/2,）,在采油作业中有,9,处极易与硫化氢气体接触的场所。与设备所在地有关的,3,处：,(1),装载场所。油罐车一连数小时的装油，装卸管线时管理不严，司机没有经过专门培训，而引起硫化氢气体泄漏。,(2),计量站调整或维修仪表。,(3),气体,输入管线系统之前，用来提高空气压力的空气压缩机。,2.1 硫化氢的来源,修井作业中硫化氢主要来源有：,在修井时,循环罐和油罐,是硫化氢的主要来源。循环罐、油罐和储浆罐周围有硫化氢气体，这是由于修井时循环、自喷或抽吸井内的液体进入罐中造成的。硫化氢可以以气态的形式存在，也可存在于井内的钻井液中。,注意,:,井内液体中的硫化氢可以由于液体的循环、自喷、抽吸或清洗油罐释放出来。打开油罐的顶盖、计量孔盖和封闭油罐的通风管，都可能有硫化氢向外释放，在井口、压井液、放喷管、循环泵、管线中也可能有硫化氢气体。,2.1 硫化氢的来源,炼厂,石油加工时释放硫化氢的途径归为七种,:,密封件；连接件；法兰；处理装置,(,包括冷凝装置,),；排泄系统；取样凡尔；其他破裂部位。,处理装置是一种相当危险的地方。进入处理装置去清洗处理塔、清除污垢或进行其他维修作业，都可能有硫化氢中毒的危险。也许仍有硫化氢残留在处理装置中，或呈液态留在底板上，或在容器的外壳上，或在罐体内壁的锈皮中。对容器中液体的轻微振动或擦洗容器壁上的积垢都会使硫化氢扩散。,2.1 硫化氢的来源,其他来源：,纸浆厂；,工业实验室；,爆炸现场；,下水道；,沼气池；,火山活动等。,硫化氢气田的区域分布,多存在于碳酸盐岩,蒸发岩地层中，尤其在与碳酸盐岩伴生的硫酸盐沉积环境中，更为普遍。,一般来讲，硫化氢含量随地层埋深增加而增大。,2.2 硫化氢的分布,序号,类别,硫化氢含量,1,无硫气藏,0.0014%,2,低含硫气藏,0.0014%0.3%,3,含硫气藏,0.3%1.0%,4,中含硫气藏,1.0%5.0%,5,高含硫气藏,5.0%35%,2.2 硫化氢的分布,根据天然气中硫化氢组分量，可将气藏划分为五类：,描述硫化氢浓度有两种方式，即体积比浓度和重量比浓度。,体积比浓度：,指硫化氢在空气的体积比。常用的是,ppm,表示。,ppm,浓度指百分比浓度，即：,1ppm=1/1000000,（,10,6,）,重量比浓度：,硫化氢在一立方空气中的重量，单位为：,mg/m,3,或,g/m,3,。,二者之间的关系：,1ppm,1.43mg/m,3,2.3 硫化氢的浓度概念,3.1,硫化氢对人体的危害,3.2,硫化氢对环境的危害,3.3 硫化氢对金属材料的腐蚀,3.4 硫化氢能加速非金属材料的老化,3.5 硫化氢对钻井液的污染,3 硫化氢的危害,硫化氢属剧毒物品，毒性比一氧化碳大,56,倍，几乎与氰化氢同样剧毒。为神经毒剂，亦为窒息性和刺激性气体。,3.1 硫化氢对人体的危害,硫化氢毒作用的主要靶器是中枢神经系统和呼吸系统，亦可有心脏等脏器损伤。被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由血液运送到人体各个器官。首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，严重时将灼伤；眼睛被刺痛，严重时将失明；刺激神经系统，导致头晕、丧失平衡，呼吸困难；心脏加速跳动，严重时心脏缺氧而死亡。,硫化氢进入人体，将与血液中的溶解氧发生反应。当硫化氢浓度极低时，它被氧化，对人体威胁不大。而硫化氢浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。,3.1 硫化氢对人体的危害,硫化氢对人身伤害的方式取决于下述因素：,持续时间,-,接触人体的时间长度；,频率,-,接触人体的频繁程度；,强度,-,接触人体的气量,(,浓度,),；,人的敏感性,-,人体的生理状况。,不同浓度的硫化氢对人体的危害见表,1,、,2,。,不同浓度硫化氢对人体的危害,ppm,mg/m,3,人体中毒情况,1,1.5,可闻到一种明显的臭鸡蛋味,10,15,可在露天安全工作8h,20,30,露天工作的最高极限,100,150,2min3min丧失闻觉，咽喉肿痛、头痛、恶心,200,300,很短时间内就抑制闻觉，能刺痛眼和喉道,500,750,人发晕；几分钟内停止呼吸，须做人工呼吸,700,1050,很快就不省人事，若不立即抢救将会导致死亡,1000,1500,立即不省人事，几分钟内死亡,急性中毒症状,吸入高浓度的硫化氢气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当硫化氢浓度大于,700ppm,时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心跳停止，如未及时抢救，会迅速死亡。而当硫化氢浓度大于,2000ppm,时，人只要吸一口，就很难抢救而立即死亡。,短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、心痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。重者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度,(1000mg/m,以上,),时可在数秒钟内突然昏迷，呼吸和心跳骤停，发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。,3.1 硫化氢对人体的危害,3.1 硫化氢对人体的危害,慢性中毒症状,人体暴露在低浓度硫化氢环境（如,50ppm100ppm,）,下，将会慢性中毒，症状：头晕、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛到剧痛，连续咳嗽、胸闷或皮肤过敏等。,长时间在低浓度硫化氢条件下工作，,引起神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱,，,也可能造成人员窒息死亡。当人受到硫化氢伤害时，往往反映神智不清、肌肉痉挛、僵硬随之重重的摔倒、碰伤和摔死。,环境危害：,该物质对环境有危害，应注意对空气和水体的污染。,3.2 硫化氢对环境的危害,硫化氢溶于水新成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。,3.3硫化氢对金属材料的腐蚀,氢脆：,化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢和软钢发生氢鼓泡、高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。,硫化物应力腐蚀开裂,钢材在足够大的外拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用发生的破裂。,硫化物应力腐蚀机理示意图,氢原子在金属内造成内压的实验,在地面设备、井口装置、井下工具中，都有橡胶、浸油石墨、石棉绳等非金属材料制作的密封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。,非金属材料,3.4 硫化氢能加速非金属材料的老化,硫化氢主要是对水基钻井液具有较大的污染，它会使钻井液性能发生很大的变化，如密度下降，pH下降，粘度上升，以至形成不的动胶冻，颜色变为瓦灰色、墨色和墨绿色。,3.5 硫化氢对钻井液的污染,4.1 硫化氢的检测,4.2 硫化氢的防护,4.3 硫化氢事故的处理,4 硫化氢的检测与防护,硫化氢气体的职业性直接暴露的安全归定如下：,(1)阈限值：,几乎所有工作人员长期暴露都不会产生,不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。硫化氢的阈限值为15mg/m,3,(10ppm)；二氧化硫的阈限值为5.4mg/m,3,(2ppm)。,（2）安全临界浓度(TLV)：,工作人员在露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度为30mg/m,3,(20ppm)。,（3）危险临界浓度：,达到此浓度时，对生命和健康会,产生不可逆转的或延迟性的影响，硫化氢的危险临界浓度为150mg/m,3,(100ppm)。,职业性安全暴露极限，毒气的强度等级,4 硫化氢的检测与防护,靠嗅觉器官判断硫化氢的存在与否十分不可靠。鼻子可以嗅到空气中,1ppm,的,硫化氢气体存在，当硫化氢浓度达,4.6ppm,时，嗅觉钝化，如果硫化氢在空气中浓度达到,100ppm,以上，嗅觉会迅速钝化，而嗅不到硫化氢的气味。,4.1 硫化氢的检测,目前国际上对硫化氢气体的检测方法有两种：,现场取样化验室测定法：这种方法对硫化氢浓度测定精度高，但这种方法程序繁琐，得到数据不及时。,现场直接测定法：这种方法测定迅速，利于现场使用，但测定误差较大。,4.1 硫化氢的检测,用电子探测仪测定硫化氢的含量,价格昂贵，一般电子探测仪都有声光报警功能和硫化氢浓度显示功能。,便携式硫化氢电子探测报警器,便携式硫化氢电子探测报警器具有灵敏度高、感应快、体积小、重量轻、携带方便、数字显示、声光报警等的特点。,SP-,114,外,形,示,意,图,4.1 硫化氢的检测,用电子探测仪测定硫化氢的含量,固定式硫化氢探测设备,现场需,24,小时连续监测硫化氢浓度（体积分数）时，采用固定式硫化氢探测仪,主机一般装在控制室或中心场所。探头数可根据现场气样测定点的数量来确定。检测仪探头置于现场硫化氢易泄漏或聚集的区域。,一旦探头接触硫化氢，它将通过连接线，传到中心控制室，显示硫化氢浓度，并有声光报警。,固定式硫化氢检测仪(SP-1002型)示意图,硫化氢（,硫化氢,）的个体防护和工程控制,呼吸系统防护：,空气中浓度超标时，佩戴过滤式防毒面具,(,半面罩,),。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴氧气呼吸器或空气呼吸器。,眼睛防护：,戴化学安全防护眼镜。,身体防护：,穿防静电工作服。,手 防 护：,戴防化学品手套。,其他防护：,工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。及时换洗工作服。作业,人员应学会自救互救。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。,工程控制：,严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。提供安全淋浴和洗眼设备。,4.2 硫化氢的防护,防毒面具的类型,过滤型防毒面具：由全面罩、导气管、接头、滤毒罐（进气口）等组成，防护时间因滤毒罐的型号不同而不等。,自持型防毒面具：,带氧式防毒面罩：背负空气瓶供空气。,非氧式防毒面罩：由软管或固定气罐供空气。,化学反应式生氧式防毒面具：呼吸系统与外界隔绝，可防护任何毒气，也可以在缺氧环境下使用，防护时间一般为,2h,。,4.2 硫化氢的防护,空气呼吸器结构示意图,1.一级减压阀 2.气瓶阀,3.气瓶阀手轮 4.中压安全阀,5.面罩 6.肩带,7.压力表 8.气瓶,9.腰带 10.胶管,11.背架 12.报警器,13.二级减压阀,14二级减压阀拨叉,空气呼吸器配戴示意图,配戴面罩示意图,防毒面具的使用,在硫化氢浓度较高或浓度不清的环境中作业，应采用正压式空气呼吸器。,多人长时间在含硫环境中工作时应建立正压供气系统。,在硫化氢浓度低于,50mg/m,时可使用负压式呼吸装置。,4.2 硫化氢的防护,4.3 硫化氢事故的,处理,硫化氢泄漏后的应急处理,突发性的泄漏,时，,现场人员应迅速向有关部门报警。,迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，,并根据事故情况建立警戒区。,小泄漏时隔离,150m,，,大泄漏时隔离,300m,，,严格限制出入。,进入限制性空间应先通风。,切断火源。,建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。,从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。,构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。或使其通过三氯化铁水溶液，管路装止回装置以防溶液吸回。,漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。,硫化氢着火后的应急处理,当发生火灾爆炸事故时，现场人员应迅速向有关部门报警。,及时疏散无关人员至上风处，并根据事故情况建立警戒区。,若运输途中发生火灾，槽车、罐车又处于火场中，立即在四周隔离,800m,。,灭火方法：消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。,灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉。,4.3 硫化氢事故的,处理,硫化氢中毒的早期抢救措施与护理,总原则：抢救及时有效、方法正确可行、措施全面细致、医疗监护科学,进入毒气区抢救中毒人员之前，救援人员必须穿戴适当的防护服，带面罩、眼罩、胶皮靴子、橡胶手套等。,立即把中毒者从硫化氢分布的现场抬到空气新鲜的地方。,如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行心肺复苏。,如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件地可给予输氧。,4.3 硫化氢事故的,处理,将中毒者从硫化氢中撤离的方法,拖两臂法,中毒者无严重受伤时使用,硫化氢中毒的早期抢救措施与护理,将中毒者从硫化氢中撤离的方法,拖衣服法,救治有知觉的中毒者,硫化氢中毒的早期抢救措施与护理,将中毒者从硫化氢中撤离的方法,两人抬四肢法,救治有知觉或神志不清的中毒者,硫化氢中毒的早期抢救措施与护理,自身,救护,程序,离开毒气区,按报警器报警,戴呼吸装置,救护中毒者,使中毒者复活,进行医疗帮助,眼睛接触,硫化氢的处理措施,立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少,15,分钟。,治疗：短程应用糖皮质激素，及时合理的采用对症、支持等综合疗法。中、重度中毒有条件时可应用高压氧治疗。,4.3 硫化氢（,硫化氢,）事故的,处理,